(57)【要約】  本発明は、ガス・ステージング（Ｇａｓ  ｓｔａｇｉｎｇ）燃焼技術とＩＦＧＲ（Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｆｌｕｅ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）燃焼技術を一つのバーナーに具現することによって、ノックス（ＮＯｘ）の発生量を低減する複合型低ＮＯｘバーナーに関する。本発明に係る複合型低ＮＯｘバーナーは、燃焼室のバーナー装着孔に設置される複合型低ＮＯｘバーナーであって、バーナー装着孔に挿入されて先端が燃焼室に露出し、燃焼室に空気を案内するチューブと、チューブの端部に少なくとも一つ設けられ、燃焼室に燃料を噴射して分割火炎を形成するパイプ形状であり、外周縁の一領域には燃焼ガスの流入のための第１ガス流入口が形成される燃料スパッド、とを含み、第１ガス流入口から燃焼室の外側方向の後方には、チューブ内部の空気と混合される燃焼ガスの流入のための第２ガス流入口が、チューブの外周縁に形成される。本発明によれば、燃焼ガスの自己再循環が効果的に行われる、改良されたＩＦＧＲ技術によるバーナーに、ガス・ステージング技術を融合させることによって、既存のＩＦＧＲ技術が適用された低ＮＯｘバーナーよりもノックス（ＮＯｘ）の発生量をさらに低減することができるという効果がある。
2019509451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室のバーナー装着孔に設置される複合型低ＮＯｘバーナーであって、
前記バーナー装着孔に挿入されて先端が燃焼室に露出し、前記燃焼室に空気を案内するチューブと、
前記チューブの端部に少なくとも一つ設けられ、前記燃焼室に燃料を噴射して分割火炎を形成するパイプ形状であり、外周縁の一領域には燃焼ガスの流入のための第１ガス流入口が形成される燃料スパッド、とを含み、
前記第１ガス流入口から前記燃焼室の外側方向の後方には、前記チューブ内部の空気と混合される燃焼ガスの流入のための第２ガス流入口が、前記チューブの外周縁に形成されることを特徴とする複合型低ＮＯｘバーナー。
【請求項２】
前記第２ガス流入口には、空気の流れ方向に沿って斜めに燃焼ガス案内部が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の複合型低ＮＯｘバーナー。
【請求項３】
前記燃料スパッドは、
燃料供給管から分岐され、前記チューブの外側に延長された第１スパッド管と、
前記第１スパッド管と間隔を置いて配置され、前記第１ガス流入口を形成し、前記チューブの内側に挿入されて配置され、分割火炎を形成する第２スパッド管とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の複合型低ＮＯｘバーナー。
【請求項４】
前記燃料スパッドは、
燃料供給管から分岐され、前記チューブの外側に延長された第１スパッド管と、
前記第１スパッド管と間隔を置いて配置され、前記第１ガス流入口を形成し、前記チューブの外側に配置され、分割火炎を形成する第２スパッド管とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の複合型低ＮＯｘバーナー。
【請求項５】
前記第１スパッド管の端部には、前記第２スパッド管に向けて燃料を噴出するために、直径が縮小された噴射連結部が備えられることを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載の複合型低ＮＯｘバーナー。
【請求項６】
前記第２スパッド管において、前記第１ガス流入口側の端部は、前記第１スパッド管に向かって直径が拡張された直径拡張部が形成されることを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載の複合型低ＮＯｘバーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低ＮＯｘバーナーに関し、より詳細には、ガス・ステージング（Ｇａｓ  ｓｔａｇｉｎｇ）燃焼技術とＩＦＧＲ（Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｆｌｕｅ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）燃焼技術を一つのバーナーに具現することによって、ノックス（ＮＯｘ）の発生量を低減する複合型低ＮＯｘバーナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、窒素酸化物（ＮＯｘ）は、燃料に化学的に結合された形の窒素成分が燃焼過程で酸化されて生成されるフューエルノックス（Ｆｕｅｌ  ＮＯｘ）、燃焼用空気中に含まれる窒素が高温で遊離して生成されるサーマルノックス（Ｔｈｅｒｍａｌ  ＮＯｘ）、そして、炭化水素系の化石燃料が高濃度の状態で高温にさらされたときに急速に生成されるプロンプトノックス（Ｐｒｏｍｐｔ  ＮＯｘ）に大別できる。
窒素酸化物（ＮＯｘ）は、大気環境や人間の暮らしに良くない影響を及ぼすため、以前から低ＮＯｘバーナー技術が開発されてきた。それを世代分けすると以下の通りである。
【０００３】
（１）第１世代 ： 第１世代低ＮＯｘ技術は、エア・ステージング（Ａｉｒ  ｓｔａｇｉｎｇ）技術がその代表的なもので、燃焼炉内に供給する空気を段階的に供給することにより、燃焼炉内の燃料による急速な酸化反応を防止して火炎温度を下げ、これを通じてサーマルノックス（Ｔｈｅｒｍａｌ  ＮＯｘ）を低減する。
【０００４】
（２）第２世代 ： 第２世代低ＮＯｘ技術は、ガス・ステージング（Ｇａｓ  ｓｔａｇｉｎｇ）技術がその代表的なもので、中心部（約５％〜２５％）と外郭部（７５％〜９５％）に分けてガスを噴出し、中心部は空気過剰、外郭部は空気不足の状態にすることによって、火炎のほとんどを占める外郭部の酸化反応を抑制し、火炎温度が高くならないようにすることによって、サーマルノックス（Ｔｈｅｒｍａｌ  ＮＯｘ）の発生が減少するという特徴がある。外郭部火炎の空気不足状態により、プロンプトノックス（Ｐｒｏｍｐｔ  ＮＯｘ）が発生する恐れがあるが、火炎温度が１０００℃以下になるよう周辺に噴出することによって、火炎の保炎機能とプロンプトノックス（Ｐｒｏｍｐｔ  ＮＯｘ）の発生抑制機能を同時に具現することができる。 
【０００５】
（３）第３世代 ： 第３世代低ＮＯｘ技術は、ＩＦＧＲ（Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｆｌｕｅ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）がその代表的なもので、燃焼室内で一次燃焼した燃焼ガスが燃焼室内で自己再循環（Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を行うようにすることによって、燃焼ガスが火炎と混合されて火炎温度を下げ、サーマルノックス（Ｔｈｅｒｍａｌ  ＮＯｘ）を低減できるようにする。
【０００６】
このような第３世代低ＮＯｘ技術であって、本出願人は、韓国登録特許第１０−１４６６８０９号の高効率低ＮＯｘ型燃焼ヘッド及びそれを用いたバーナーを提案したことがある。韓国登録特許第１０−１４６６８０９号は、燃焼ヘッドから渦流を誘発し、燃料と空気の混合特性を向上させて燃料を燃焼し、燃焼ガスが自己再循環を行うようにすることによって、ノックス（ＮＯｘ）の発生を大幅に減少させた。
【０００７】
また、ガス・ステージング（Ｇａｓ  ｓｔａｇｉｎｇ）燃焼技術をＩＦＧＲ技術に適用することによって、世代別に分けられる低ＮＯｘ技術を連携させてノックス（ＮＯｘ）の発生量をさらに低減する複合型低ＮＯｘバーナーを韓国登録特許第１０−１５６９４５５号にて提案したことがある。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−１４６６８０９号（登録日：２０１４.１１．２４．）
【特許文献２】韓国登録特許第１０−１５６９４５５号（登録日：２０１５．１１．１０．）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、従来の複合型低ＮＯｘバーナーを改良したもので、ガス・ステージング（Ｇａｓ  ｓｔａｇｉｎｇ）燃焼技術を、改良されたＩＦＧＲ技術に適用することによって、ノックス（ＮＯｘ）の発生量をさらに低減する複合型低ＮＯｘバーナーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明に係る複合型低ＮＯｘバーナーは、燃焼室のバーナー装着孔に設置される複合型低ＮＯｘバーナーであって、バーナー装着孔に挿入されて先端が燃焼室に露出し、燃焼室に空気を案内するチューブと、チューブの端部に少なくとも一つ設けられ、燃焼室に燃料を噴射して分割火炎を形成するパイプ形状であり、外周縁の一領域には燃焼ガスの流入のための第１ガス流入口が形成される燃料スパッド、とを含み、第１ガス流入口から燃焼室の外側方向の後方には、チューブ内部の空気と混合される燃焼ガスの流入のための第２ガス流入口が、チューブの外周縁に形成される。
【００１１】
第２ガス流入口には、空気の流れ方向に沿って斜めに燃焼ガス案内部が形成される。
【００１２】
燃料スパッドは、燃料供給管から分岐され、チューブの外側に延長された第１スパッド管と、第１スパッド管と間隔を置いて配置され、第１ガス流入口を形成し、チューブの内側に挿入されて配置され、分割火炎を形成する第２スパッド管とを含む。
【００１３】
燃料スパッドは、燃料供給管から分岐され、チューブの外側に延長された第１スパッド管と、第１スパッド管と間隔を置いて配置され、第１ガス流入口を形成し、チューブの外側に配置され、分割火炎を形成する第２スパッド管とを含むこともできる。
【００１４】
第１スパッド管の端部には、第２スパッド管に向けて燃料を噴射するために、直径が縮小された噴射連結部が備えられる。第２スパッド管において、第１ガス流入口側の端部は、第１スパッド管に向かって直径が拡張された直径拡張部が形成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、燃焼ガスの自己再循環が効果的に行われる、改良されたＩＦＧＲ技術によるバーナーに、ガス・ステージング技術を融合させることによって、既存のＩＦＧＲ技術が適用された低ＮＯｘバーナーよりもノックス（ＮＯｘ）の発生量をさらに低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナーが燃焼室に設置された状態を示す側断面図である。
【図２】図１のチューブの端部の一部を切断して示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナーにおいて、空気と燃料ガス及び燃焼ガスの流れを示す作用状態図である。
【図４ａ】図１の燃料ノズルとディフューザーとの間のガスの流れを示す図面である。
【図４ｂ】図１の燃料ノズルとディフューザーとの間に段差がある場合におけるガスの流れを示す図面である。
【図５】本発明の第１実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナーに関する流動概念図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナーが燃焼室に設置された状態を示す側断面図である。
【図７】図６のチューブの端部の一部を切断して示す斜視図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナーに関する流動概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。このとき、添付された図面において、同一の構成要素にはできるだけ同一の符号を付していることに留意しなければならない。また、本発明の要旨を不明にすると判断される公知の機能及び構成に関する詳細な説明は省略する。同様の理由から、添付図面において、一部構成要素は誇張されたり、省略されたり、または概略的に図示されている。
【００１８】
本明細書に記載される燃焼室の一側にはチューブが挿入され、燃料と空気の供給を受け、燃焼室の他側には排気管が形成され、燃焼した燃焼ガスが排出されるようにすることができる。しかし、排気管及びその周辺構造物は、本発明の核心的部分ではないので、それに関する図示や説明は省略する。
【００１９】
本明細書に記載されるチューブ及びバーナーは、付加される構成要素の図示や説明が省略され、概念的な断面図で表現され得る。しかし、それは本発明に関する説明と理解の便宜上省略されたものであり、実施例に係るチューブ、及びバーナーの構造や連結関係が示された図面と説明によって限定されるものではない。
【００２０】
【００２１】
図１は、本発明の第１実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナーが燃焼室に設置された状態を示す側断面図であり、図２は、図１のチューブの端部の一部を切断して示す斜視図である。図示したように、本発明の第１実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナー１００は、燃焼室（ＦＲ）のバーナー装着孔（ＨＬ）に挿入されてマウンティングプレート（ＭＰ）によって固定して設置され、壁（ＷＬ）によって囲まれた燃焼室（ＦＲ）に空気を案内するチューブ１１０、チューブ１１０の直径よりも小さい直径を有し、チューブ１１０の先端に形成された側径部１１１、チューブ１１０の内部に配置されて燃料を供給する燃料供給管１２０、外周がチューブ１１０の内壁から離れて配置されるよう、燃料供給管１２０の先端に結合され、チューブ１１０によって案内される空気を拡散させるディフューザー１３０、及び燃料供給管１２０の先端に放射状に結合され、燃料供給管１２０によって供給される燃料をチューブ１１０内壁とディフューザー１３０外周との間を通過する空気に向けて噴射する複数の燃料噴射管１４０を含む。
【００２２】
また、チューブ１１０の端部に少なくとも一つ設けられ、燃焼室に燃料を噴射して分割火炎を形成するパイプ形状であり、外周縁の一領域には燃焼ガスの流入のための第１ガス流入口１５１が形成される燃料スパッド１５０が備えられる。第１ガス流入口１５１から燃焼室の外側方向の後方には、チューブ１１０内部の空気と混合される燃焼ガスの流入のための第２ガス流入口１１２が、チューブの外周縁に形成される。そして、チューブ１１０に結合されて、外部の空気をチューブ１１０の内部に強制的に供給する送風機１１５をさらに含む。
【００２３】
側径部１１１は、ディフューザー１３０から突出した燃料供給管１２０の突出部１２４に向かって緩やかな傾斜をなして屈曲形成される。これにより、ディフューザー１３０の外周縁と側径部１１１との間の間隔（ｄ１）に形成された給気通路１６１からディフューザー１３０に向かう空気の通路が狭くなることによって、空気の流動速度を増加させることができる。給気通路１６１を通してディフューザー１３０に空気が給気されるが、このとき、燃料噴射管１４０を通して燃料が噴射されて火炎を形成する。
【００２４】
チューブ１１０の端部は、燃料スパッド１５０の後述する第１スパッド管が配置される中間部分１１４よりも直径が拡張された直径拡張部１１６をなしている。第２ガス流入口１１２には、空気の流れ方向に沿って斜めに燃焼ガス案内部１１３が形成され、燃焼室の燃焼ガスがチューブ１１０の中間部分１１４の内側に再循環される。燃焼ガス案内部１１３は、入口側の直径よりも出口側の直径の方が小さいノズル形状に形成され、チューブ１１０の内部に燃焼ガスが流入することが好ましい。
【００２５】
燃料供給管１２０の内部には、外部の空気を燃料供給管１２０の先端から燃料供給管１２０の軸方向（Ｓ）に噴射する中央空気噴射管１２１が配置される。このような中央空気噴射管１２１により、噴射される空気によって火炎の直径が大きくなり、火炎の中心部に火炎が集中することが防止される。これにより、火炎の中心部の温度が過度に上昇することが防止され、サーマルノックス（Ｔｈｅｒｍａｌ  ＮＯｘ）の生成量が減少する。中央空気噴射管１２１を通した空気は、ディフューザー１３０の中央に形成された空気噴射口を通して燃焼室（ＦＲ）の内部に噴射されるが、空気噴射口は中央空気噴射管１２１の内径よりも小さく形成されることが好ましい。図５の流動概念図に示されているように、中央空気噴射管１２１は除去することができる。
【００２６】
ディフューザー１３０は、円板形状（ディスクタイプ）であって、給気通路１６１を通して給気される空気を燃焼室（ＦＲ）に噴射する複数の空気穴１３１を含む。空気穴１３１は、火炎の中心部に空気を供給したり、バーナー容量の増加に応じてディフューザー１３０の直径が増加する場合、ディフューザー１３０から形成される火炎の保炎性を向上させるための補助火炎を形成するために設けられる。空気穴１３１と燃料噴射管１４０のノズルが一定の角度をなして配列されることにより、空気穴１３１から吐出される空気の量と圧力がディフューザー１３０の板全体の端に対して均一性を有することができ、ノズルから噴射される燃料と混合される時、燃料と空気の混合比も均一であることが期待できる。
【００２７】
燃料噴射管１４０は、燃料供給管１２０の終端から放射状に配置され、給気通路１６１を通して供給される空気と直交する方向に燃料を噴出するための燃料ノズル１４１を備える。燃料ノズル１４１から噴射される燃料は、給気通路１６１を通して吐出される空気と略９０度に近い角度で交差する。これにより、燃料は噴射されて給気通路１６１を通して供給される空気と急速に混合された後、火炎を形成し、側径部１１１を通じて燃焼室ＦＲの半径方向の中心部に誘導される空気によって、中心部に集中する火炎を形成することができる。このとき、火炎は中心部に集中した後、分散されて鼓形状の領域を形成し、領域の幅が狭く圧力が下がることによって、燃焼ガスが鼓形状の領域に誘導され、燃焼ガスが自己再循環を行うようになる。
【００２８】
第１実施例において、燃料噴射管１４０の半径方向の終端とディフューザー１３０の外周縁は、図４ａに示すように同じ位置にあるが、図４ｂに示すように、燃料噴射管１４０から噴射される燃料が給気通路１６１を通して供給される空気と急速に混合されるようにするために、燃料噴射管１４０の終端とディフューザー１３０板の縁との間にはギャップ（ｇａｐ、ｄ２）を形成することができる。ギャップ（ｇａｐ、ｄ２）の長さは、燃料噴射管１４０のノズルの径対比０．１％〜５０%に設定することができる。
【００２９】
燃料噴射管１４０の終端がディフューザー１３０の外周端よりも小さく形成されれば、給気通路１６１を通して吐出される空気がディフューザー１３０の外周端で渦流を起こすことができ、渦流によって空気と燃料がさらに急速に混合されることが可能になる。これを図４ａ及び図４ｂを参照し、より詳しく説明する。
【００３０】
図４ａは、燃料噴射管１４０の長さがディフューザー１３０の外周端と同一である場合を示し、図４ｂは、燃料噴射管１４０の長さがディフューザー１３０の外周端に及ばない場合を示す。図４ａで、給気通路１６１から燃焼室に吐出される空気は直進性を有するため、燃料噴射管１４０の終端には渦流が形成されず、直進性のある気流が流れる。一方、図４ｂを見ると、ディフューザー１３０の外周端と燃料噴射管１４０の終端が段差（ｄ２）を形成し、給気通路１６１から燃焼室に向かっていた空気は、段差が生じる領域に拡散することによって、渦流を形成することができる。これにより、燃料噴射管１４０から噴射される燃料は、給気通路１６１を通して供給される空気と急速に混合されることが可能になる。図４ｂのディフューザー１３０の構造は、渦流を利用して燃料と空気を急速に混合することによって、燃料の燃焼性を向上させる。
【００３１】
前述した過程によって、燃料と空気が急速に混合して燃焼し、鼓形状の火炎を形成し、鼓形状の領域（Ｓ１）に燃焼ガス（Ｓ３）が誘導され、燃焼ガス（Ｓ３）が第１ガス流入口１５１及び第２ガス流入口１１２を通じて再循環（Ｐ１、Ｐ２）されることにより、燃焼ガスの温度を下げると同時に、燃料過剰状態の領域（Ｓ２）に供給され、サーマルノックス（Ｔｈｅｒｍａｌ  ＮＯｘ）及びプロンプトノックス（Ｐｒｏｍｐｔ  ＮＯｘ）を制御する（図５参照）。
【００３２】
燃料スパッド１５０は、燃料供給管１２０から分岐され、チューブ１１０の中間部分１１４から外側を貫通して延長された第１スパッド管１５２と、第１スパッド管１５２と間隔を置いて配置され、第１ガス流入口１５１を形成し、直径拡張部１１６からチューブ１１０の内側を貫通して挿入されて配置され、分割火炎を形成する第２スパッド管１５３とを含む。第１スパッド管１５２の端部には、第２スパッド管１５３に向けて燃料を噴射するために、直径が縮小された噴射連結部１５４が備えられる。第２スパッド管１５３において、第１ガス流入口１５１側の端部は、第１スパッド管１５２に向かって直径が拡張された直径拡張部（１５３ａ）が形成される。
【００３３】
【００３４】
本発明の第１実施例では、第１ガス流入口１５１と第２ガス流入口１１２を通じて、ガス・ステージング方式を適用し、燃焼ヘッドから生成される主火炎の温度が下がるようにすることによって、主火炎と分割火炎の温度、すなわち全体の“火炎群（Ｆｌａｍｅ  ｇｒｏｕｐ）”の温度を下げて、サーマルノックス（Ｔｈｅｒｍａｌ  ＮＯｘ）を制御することができる。以下、ガス・ステージング方式をＩＦＧＲに結び付けて火炎群の温度を下げることについて説明する。
【００３５】
図３は、本発明の第１実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナーにおいて、空気と燃料ガス及び燃焼ガスの流れを示す作用状態図であり、図５は本発明の第１実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナーに関する流動概念図として、ディフューザーにおいて燃料スパッドが位置する部分から長さ方向の流動概念図を示す。
【００３６】
図３に示すように、中央空気噴射管１２１を通じて空気の流れ（Ａ１）が形成され、燃焼室（ＦＲ）の中心部に向かい、燃料供給管１２０を通じて燃料ガスの流れ（Ｂ１）が形成され、これが燃料噴射管１４０から噴射されて主火炎を形成する。一方、燃料供給管１２０から分岐された燃料スパッド１５０を通じて補助的に燃料ガスの流れ（Ｂ２）が形成され、これが噴射されて分割火炎を形成する。
【００３７】
このとき、送風機１１５の作動により、チューブ１１０内に空気の流れ（Ｃ１）が形成され、また、燃焼室（ＦＲ）の燃焼ガスが循環して形成された燃焼ガスの流れ（Ｐ２）が第２ガス流入口１１２を通じてチューブ１１０内部に流入する。チューブ１１０内部に流入した空気の流れ及び燃焼ガスの流れ（Ｃ１＋Ｐ２）は主火炎を生成する。
【００３８】
燃焼室（ＦＲ）の燃焼ガスが循環して形成された燃焼ガスの流れ（Ｐ１）が第１ガス流入口１５１を通じて燃料スパッド１５０の第２スパッド管１５３に流入し、燃焼ガスの流れ（Ｐ１）と燃料スパッド１５０の第１スパッド管１５２を通じた燃料ガスの流れ（Ｂ２）が分割火炎を生成する。
【００３９】
ディフューザー１３０を通じて形成される主火炎と、燃料スパッド１５０から生成される分割火炎は、一つの“火炎群”を形成することができる。ディフューザー１３０と燃料スパッド１５０が形成する火炎群は、燃焼室（ＦＲ）内部での火炎の表面積を増加させ、燃焼室（ＦＲ）の伝熱面に輻射熱の吸収を促進することによって、火炎群の温度を下げることができる。また、燃料スパッド１５０から高速で噴射される燃料によって分割火炎周辺の圧力は下がることが可能になる。これにより、燃焼室（ＦＲ）で一次燃焼した燃焼ガス（Ｓ３）が、圧力の低いディフューザー１３０及び燃料スパッド１５０の周辺に誘引され、これは燃焼室（ＦＲ）内部で燃焼ガス（Ｓ３）の自己再循環を誘導することができる。燃焼ガス（Ｓ３）が燃焼室（ＦＲ）内で燃料スパッド１５０の方向に自己再循環する際、燃料スパッド１５０は、燃焼ガス（Ｓ３）の一部を燃料スパッド１５０の内部に流入し、燃料スパッド１５０から噴射される燃料の発熱量を下げることができる。これは、火炎群全体の温度を下げる効果が期待できる。
【００４０】
燃料スパッド１５０は、第１スパッド管１５２と第２スパッド管１５３に分けられているが、第１スパッド管１５２から第２スパッド管１５３に燃料が噴射される時の噴射圧力により、第１ガス流入口１５１周辺の圧力は下がり、燃焼ガス（Ｓ３）は低い圧力を有する第１ガス流入口１５１に誘引されて流入する。すなわち、第２スパッド管の燃料噴射口から高圧の燃料が噴射される時、燃料噴射口の周辺、例えば、第１ガス流入口１５１やその周辺は、燃料噴射口の噴射圧力対比で低い圧力を有することができ、このような圧力の差により、燃焼室（ＦＲ）内部において、燃焼ガス（Ｓ３）が第１ガス流入口１５１に向かって移動し、燃焼ガス（Ｓ３）の移動によって、燃焼ガス（Ｓ３）は燃焼室（ＦＲ）内部で自己再循環（Ｓｅｌｆ−Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を行うことができる。
【００４１】
燃焼ガス（Ｓ３）が第１ガス流入口１５１に誘引されることによって、第２スパッド管１５３の燃料噴射口から噴射される燃料は、“燃料＋燃焼ガス（Ｓ３）”の混合物となり、空気の代わりに燃焼ガスが第２スパッド管１５３に流入することによって、空気と燃料が接触する時に比べて燃料の燃焼性が低下し、これは燃料スパッド１５０から生成される分割火炎の温度を下げる効果がある。分割火炎の温度が下がると、ディフューザー１３０と燃料スパッド１５０から噴射される火炎群の温度が下がり、これは、火炎群から生成されるサーマルノックス（Ｔｈｅｒｍａｌ  ＮＯｘ）を低減させることができる。
【００４２】
また、ディフューザー１３０を通じて噴射される燃料及び空気は、第２ガス流入口１１２を通じて流入する燃焼ガスによっても燃焼室（ＦＲ）内部での火炎の表面積を増加させ、燃焼室（ＦＲ）の伝熱面に輻射熱の吸収を促進することによって、火炎群の温度を下げることができる。すなわち、燃焼室（ＦＲ）で一次燃焼した燃焼ガス（Ｓ３）が、圧力の低いディフューザー１３０及び燃料スパッド１５０の周辺に誘引された後、第２ガス流入口１１２を通じてチューブ１１０内部に流入し、燃焼ガス（Ｓ３）の自己再循環を誘導することができる。燃焼ガス（Ｓ３）が燃焼室（ＦＲ）内で燃料スパッド１５０の方向に自己再循環する際、燃焼ガス（Ｓ３）の一部が第２ガス流入口１１２を通じてチューブ１１０内部に流入し、空気量を相対的に下げることによって、火炎群全体の温度を下げる効果が期待できる。
【００４３】
送風機１１５から供給される空気がチューブ１１０の燃焼ガス案内部１１３に流動する時、流動空気圧で第２ガス流入口１１２周辺の圧力は下がり、燃焼ガス（Ｓ３）は低い圧力を有する第２ガス流入口１１２に誘引されて流入し、燃焼ガス（Ｓ３）の移動によって燃焼ガス（Ｓ３）は、燃焼室（ＦＲ）内部での自己再循環（Ｓｅｌｆ−Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）力を高めることになる。
【００４４】
燃焼ガス（Ｓ３）が第２ガス流入口１１２に誘引されることによって、チューブ１１０内の空気は“空気＋燃焼ガス（Ｓ３）”の混合物となり、空気量が減って燃料の燃焼性が低下し、これは燃料スパッド１５０から生成される主火炎の温度を下げる効果がある。主火炎の温度が下がると、ディフューザー１３０と燃料スパッド１５０から噴射される火炎群の温度が下がり、これは火炎群から生成されるサーマルノックス（Ｔｈｅｒｍａｌ  ＮＯｘ）をさらに低減させることができる。
【００４５】
【００４６】
図６は、本発明の第２実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナー２００が燃焼室に設置された状態を示す側断面図であり、図７は図６のチューブの端部の一部を切断して示す斜視図であり、図８は本発明の第２実施例に係る複合型低ＮＯｘバーナーに関する流動概念図である。
【００４７】
第２実施例の複合型低ＮＯｘバーナー２００において、燃料スパッド２５０は、燃料供給管２２０から分岐され、チューブ２１０の外側に延長された第１スパッド管２５２と、第１スパッド管２５２と間隔を置いて配置され再循環される、燃焼ガスの流れ（Ｐ１）を形成する第１ガス流入口２５１を形成し、チューブ２１０の外側に配置され、分割火炎を形成する第２スパッド管２５３とを含む。
【００４８】
第１ガス流入口２５１から燃焼室の外側方向の後方には、チューブ２１０内部の空気と混合される燃焼ガスの流入のために再循環される、燃焼ガスの流れ（Ｐ２）を形成する第２ガス流入口２１２が、チューブの外周縁に形成される。
【００４９】
第２実施例のチューブ２１０、送風機２１５、燃料供給管２２０、中央空気噴射管２２１、ディフューザー２３０、燃料噴射管２４０などの残りの構成とその作用及び効果は、第１実施例と同一あるいは類似しているので、詳細な説明は省略する。
【００５０】
【００５１】
一方、本明細書と図面に開示される本発明の実施例は、本発明の技術内容を分かりやすく説明し、本発明の理解を助けるために特定の例を提示しただけであり、本発明の範囲を限定するものではない。ここに開示される実施例の他にも、本発明の技術的思想に基づいた他の変形例を実施することができるということは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって明らかである。
【符号の説明】
【００５２】
１００、２００ ： 複合型低ＮＯｘバーナー
１１０ ： チューブ
１１１ ： 側径部
１１２ ： 第２ガス流入口
１１３ ： 燃焼ガス案内部
１２０ ： 燃料供給管
１２１ ： 中央空気噴射管
１４０ ： 燃料噴射管
１４１ ： 燃料ノズル
１５０ ： 燃料スパッド
１５１ ： 第１ガス流入口
１５２ ： 第１スパッド管
１５３ ： 第２スパッド管
１６１ ： 給気通路
ＦＲ   ： 燃焼室
ＨＬ   ： バーナー装着孔
ＭＰ   ： マウンティングプレート
【図１】
2019509451.tif 000003
【図２】
2019509451.tif 000004
【図３】
2019509451.tif 000005
【図４ａ】
2019509451.tif 000006
【図４ｂ】
2019509451.tif 000007
【図５】
2019509451.tif 000008
【図６】
2019509451.tif 000009
【図７】
2019509451.tif 000010
【図８】
2019509451.tif 000011
【国際調査報告】
2019509451.tif 000012
2019509451.tif 000013
2019509451.tif 000014
2019509451.tif 000015